Les experts chargés de définir les unités de mesure envisagent désormais de modifier la définition de la seconde.
Le temps change’.
Cela pourrait littéralement être le cas, car les scientifiques envisagent de changer la définition d’une seconde pour la première fois en un demi-siècle.
La redéfinition est actuellement examinée par le Bureau international des poids et mesures (« BIPM », son acronyme français), une organisation multinationale vieille de 146 ans qui s’accorde sur des unités de mesure uniformes dans le monde entier. Il a été établi par la Convention du Mètre, l’un des plus anciens traités internationaux encore en vigueur, le produit de pays se regroupant en 1875 pour établir des normes de mesure internationales, également connues sous le nom de système métrique.
Une seconde est actuellement définie par les horloges atomiques en fonction du temps nécessaire à un isotope du césium pour se désintégrer.
Cela peut sembler trivial, mais cette métrique sous-tend toutes les autres mesures.
Un mètre est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide divisée par sa vitesse – la distance qu’elle parcourt en 299 792 458e de seconde. Un kilogramme est défini par le rapport entre une seconde, la vitesse de la lumière et une constante physique définie. La prévalence de la seconde s’étend aux définitions du courant électrique, de la température, de la pression barométrique et de tout le reste.
Il y a des préoccupations qui dépassent celles des universitaires purs. Par exemple, la définition du temps est l’épine dorsale du système de positionnement global – GPS – qui utilise des horloges extrêmement précises pour trianguler la position d’un utilisateur sur la surface de la terre.
En d’autres termes, « c’est un gros problème », déclare le Dr. Bruce Warrington, directeur exécutif du National Measurement Institute, l’agence fédérale qui maintient les normes de mesure australiennes.
docteur Warrington dit que la technologie s’est améliorée de plusieurs ordres de grandeur depuis 1967, lorsque la norme de césium a été établie.
« Nous avons pu développer essentiellement les mêmes horloges atomiques pour mesurer le temps et la fréquence environ un million de fois mieux. »
Ces sauts technologiques signifient que les scientifiques peuvent trouver une norme de temps meilleure et plus précise qui pourrait repousser les limites de l’imagination, a expliqué le Dr. Warrington.
« Une fois que vous pouvez mesurer le temps, vous avez l’opportunité de vous demander : ‘Si nous mettons ces horloges en orbite dans des satellites, nous pouvons avoir un système de positionnement global et savoir où nous sommes.’
« La capacité de mieux mesurer conduit toujours à de nouvelles technologies. »
Il a souligné le trading algorithmique à grande vitesse comme un bénéficiaire potentiel d’une définition plus précise.
« Les ordinateurs prennent des décisions d’achat lorsque la valeur des actions fluctue de plus en plus subtilement en une seconde et vous effectuez des milliers ou des millions de transactions par seconde. Et cela dépasse la limite de plus en plus vite.
Le Comité consultatif sur le temps et la fréquence du BIPM réfléchit à la meilleure façon d’établir son prochain étalon : quels isotopes chimiques seraient les mieux établis et si une moyenne sur plusieurs horloges basée sur plusieurs isotopes fournirait des résultats plus précis.
Le professeur Paul Francis, du Collège des sciences de l’ANU, a déclaré à news.com.au que les horloges atomiques mesurent la vitesse à laquelle les atomes émettent de l’énergie.
Les atomes libèrent de l’énergie lorsqu’un électron en orbite autour du noyau saute d’un niveau d’énergie supérieur à un niveau inférieur. La mesure actuelle du temps a été définie en 1967 lorsque le BIPM a défini une seconde comme le temps qu’il fallait à un atome de césium 133 pour émettre un nombre défini de « ticks » ou de « paquets » d’énergie.
Le président du Comité consultatif sur le temps et la fréquence, le Dr. Noel Dimarcq a déclaré que si elle était adoptée, la redéfinition interviendrait probablement en 2030.
Une brève histoire du temps
Les sociétés anciennes mesuraient généralement le temps en fonction du temps qu’il fallait à la Terre pour effectuer une rotation autour de son propre axe. Les anciens Égyptiens divisaient la journée en dix heures et le grec Hipparque a proposé au IIe siècle av. avant de diviser les jours en 24 heures.
« Ce sont donc les astronomes qui ont découvert ce qu’est la seconde », a déclaré le professeur Francis. « Le problème, c’est que la rotation de la Terre change très légèrement.
« Comme à chaque fois qu’il fait chaud, cela signifie que l’atmosphère se dilate, que le moment d’inertie augmente légèrement au cours de la journée, et ainsi de suite. »
La rotation quotidienne de la terre ralentit également progressivement.
Donc, cette norme de temps n’était pas constante. Elle évoluerait en fonction des conditions climatiques et du ralentissement progressif de la rotation de la Terre.
Au début du XXe siècle, Albert Einstein a révolutionné le domaine avec sa théorie de la relativité.
La théorie postulait que la vitesse de la lumière était constante dans tous les cadres de référence – quelle que soit la vitesse à laquelle un observateur se déplaçait, les perturbations de la rotation de la Terre ou la force gravitationnelle agissant sur cet observateur.
Cela a ouvert le potentiel d’une compréhension plus constante du temps – il y avait soudainement une constante universelle qui ne changerait jamais.
Le temps constant est important – il sous-tend des technologies comme la radio ou les transactions monétaires internationales. Cela est devenu encore plus important lorsque le vol hypersonique et le vol spatial sont entrés dans le domaine de la réalité au lieu de la simple imagination humaine : avoir une mesure constante du temps est devenu important parce que, comme le prédit la théorie de la relativité d’Einstein, le temps ralentit par rapport aux observateurs extérieurs à des vitesses rapides.
Dans les années 1950, les physiciens avaient inventé des horloges atomiques capables de donner l’heure avec plus de précision. Le BIPM l’a adopté en 1967 et a dû ajouter une « seconde intercalaire » en 1972 en raison d’un décalage avec le temps universel coordonné (UTC) – la norme derrière les fuseaux horaires internationaux – car les horloges avaient déjà perdu le fil en raison de la rotation irrégulière de la terre. .
Les secondes intercalaires sont ajoutées par le Service international de la rotation de la Terre et des systèmes de référence lorsque la rotation de la Terre entraîne un retard d’une seconde sur l’UTC. La dernière fois qu’il a été ajouté, c’était en décembre 2016.
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